高中物理傳送帶專題題目與

(圓滿word版)高中物理傳達(dá)帶專題題目與答案(圓滿word版)高中物理傳達(dá)帶專題題目與答案11/11(圓滿word版)高中物理傳達(dá)帶專題題目與答案傳遞帶問題一、傳達(dá)帶問題中力與運(yùn)動狀況分析1、水平傳達(dá)帶上的力與運(yùn)動狀況分析例1水平傳達(dá)帶被寬泛地應(yīng)用于車站、碼頭，工廠、車間。以以下圖為水平傳達(dá)帶裝置表示圖，繃緊的傳送帶AB素來保持v0＝2m/s的恒定速率運(yùn)行，一質(zhì)量為m的工件無初速度地放在A處，傳達(dá)帶對工件的滑動摩擦力使工件開始做勻加快直線運(yùn)動，設(shè)工件與傳達(dá)帶間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.2,AB的之間距離為L＝10m，g取10m/s2．求工件從A處運(yùn)動到B地方用的時間．例2：如圖甲所示為車站使用的水平傳達(dá)帶的模型，傳達(dá)帶長L＝8m，以速度v＝4m/s沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，現(xiàn)有一個質(zhì)量為m＝10kg的旅游包以速度v0＝10m/s的初速度水平川滑上水平傳達(dá)帶．已知旅游包與皮帶間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.6，則旅游包從傳達(dá)帶的A端到B端所需要的時間是多少？（g＝10m/s2,且可將旅游包視為質(zhì)點(diǎn)．）圖甲例3、以以下圖為車站使用的水平傳達(dá)帶裝置的表示圖，繃緊的傳達(dá)帶素來保持3.0m／s的恒定速率運(yùn)行，傳送帶的水平部分AB距水平川面的高度為h=0.45m.現(xiàn)有一行李包(可視為質(zhì)點(diǎn))由A端被傳達(dá)到B端，且傳達(dá)到B端時沒有被實時取下，行李包從B端水平拋出，不計空氣阻力，g取10m/s2若行李包從B端水平拋出的初速v＝3.0m／s，求它在空中運(yùn)動的時間和飛出的水平距離；(2)若行李包以v0＝1.0m／s的初速從A端向右滑行，包與傳達(dá)帶間的動摩擦因數(shù)μ＝0.20，要使它從B端飛出的水平距離等于(1)中所求的水平距離，求傳達(dá)帶的長度L應(yīng)知足的條件？LABh例4一水平的淡色長傳達(dá)帶上擱置一煤塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），煤塊與傳達(dá)帶之間的動摩擦因數(shù)為。初始時，傳送帶與煤塊都是靜止的?，F(xiàn)讓傳達(dá)帶以恒定的加快度a0開始運(yùn)動，當(dāng)其速度達(dá)到v0后，便以此速度做勻速運(yùn)動，經(jīng)過一段時間，煤塊在傳達(dá)帶上留下了一段黑色印跡后，煤塊相關(guān)于傳達(dá)帶不再滑動。求此黑色印跡的長度．-1-2、斜奉上的力與運(yùn)狀況分析例4．如所示，送與水平方向37°角，ABL＝16m的送以恒定速度v＝10m/s運(yùn)，在送上端A無初速放量m＝0.5kg的物，物與面的摩擦因數(shù)μ＝0.5，求：（1）當(dāng)送，物從A到B所的多少？（2）當(dāng)送逆，物從A到B所的多少？A(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取g＝10m/s2)．B3703、水平易斜合奉上的力與運(yùn)狀況分析例5如甲所示的送，其水平部分ab的度2m，斜部分bc的度4m，bc與水平面的角θ＝37°，將一小物A（可點(diǎn)）放在送的a端，物A與送之的摩擦因數(shù)μ＝0.25．送沿甲所示方向以v＝2m/s的速度勻速運(yùn)，若物A始未走開送，求小物A從a端被送到c端所用的？（取g＝10m/s2，sin37°＝0.6,cos37°＝0.8）甲例6如所示的送以速度V=2m/s勻速運(yùn)行，AB部分水平，BC部分與水平面之的角30°，AB與BC的距離都是12m，工件與送的摩擦因數(shù)3，將量5kg的工件放在送的6端，假工件始沒有走開送，求：1）工件在AB上做加快運(yùn)程中的位移2）工件在滑到C點(diǎn)的速度大小4、形奉上的力與運(yùn)狀況分析例7、如所示10只同樣的子并排水平擺列，心分O1、O2、O3?O10，已知O1O10=3.6m，水平通心，全部子均以4r/s的速。將一根0.8m、量2.0kg的勻木板平放在些子的左端，木板左端恰巧與O1直，木板與的摩擦因數(shù)0.16，求：.木板水平移的（不與的摩擦，g取10m/s2）.O1O2O310O-2-二、傳達(dá)帶問題中能量轉(zhuǎn)變狀況的分析1、水平傳達(dá)帶上的能量轉(zhuǎn)變狀況分析例8、以以下圖，水平傳達(dá)帶以速度v勻速運(yùn)動，一質(zhì)量為m的小木塊由靜止輕放到傳達(dá)帶上，若小木塊與傳達(dá)帶之間的動摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)小木塊與傳達(dá)帶相對靜止時，系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的內(nèi)能是( )A、mv2B、2mv2C、1mv2D、1mv2422、傾斜傳達(dá)帶上的能量轉(zhuǎn)變狀況分析例9、以以下圖，電動機(jī)帶著繃緊的傳達(dá)帶素來以v0＝2m/s的速度運(yùn)動，傳達(dá)帶與水平面的夾角θ＝30°，現(xiàn)把一質(zhì)量為m＝10kg的工件輕輕地放在皮帶的底端，經(jīng)過一段時間后，工件被送到高h(yuǎn)＝2m的平臺上，已知工件與皮帶之間的動摩擦因數(shù)μ＝3，除此以外，不記其余耗費(fèi)。求電動機(jī)因為傳達(dá)工件多耗費(fèi)的電能。2（取g＝10m/s2）AB300例10、“潮汐發(fā)電”是海洋能利用中發(fā)展最早、規(guī)模最大、技術(shù)較成熟的一種方式。某海港的貨運(yùn)碼頭，就是利用“潮汐發(fā)電”為皮帶式傳達(dá)機(jī)供電，圖1所示為皮帶式傳達(dá)機(jī)往船上裝煤。此題計算中取sin18°=0.31,cos18°=0.95,水的密度1.0103kg/m3,g10m/s2。（1）皮帶式傳達(dá)機(jī)表示圖如圖2所示，傳達(dá)帶與水平方向的角度18，傳達(dá)帶的傳達(dá)距離為L=51.8m，它素來以v=1.4m/s，、的速度運(yùn)行。在傳達(dá)帶的最低點(diǎn)，漏斗中的煤自由落到傳達(dá)帶上（可以為煤的初速度為0），煤與傳達(dá)帶之間的動摩擦因數(shù)0.4求：從煤落在傳達(dá)帶上到運(yùn)至傳達(dá)帶最高點(diǎn)經(jīng)歷的時間t；2）圖3為潮汐發(fā)電的表示圖。左邊是海洋，中間有水壩，水壩下裝有發(fā)電機(jī)，右邊是水庫，當(dāng)漲潮到海平面最高時開閘，水由通道進(jìn)入海灣水庫，發(fā)電機(jī)在水流的推進(jìn)下發(fā)電，待庫內(nèi)水面升至最高點(diǎn)時封閉閘門；當(dāng)落潮到海平面最低時，開閘放水發(fā)電。設(shè)某汐發(fā)電站發(fā)電有效庫容V=3.6×106m3，均勻潮差△h=4.8m，一天漲落潮兩次，發(fā)電四次。水流發(fā)電的效率110%。求該電站一天內(nèi)利用潮汐發(fā)電的均勻功率P；（3）傳達(dá)機(jī)正常運(yùn)行時，1秒鐘有m=50kg的煤從漏斗中落到傳達(dá)帶上。帶動傳達(dá)帶的電動機(jī)將輸入電能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的效率280%，電動機(jī)輸出機(jī)械能的20%用來戰(zhàn)勝傳達(dá)帶各零件的摩擦（不包含傳達(dá)帶與煤之間的摩擦）以維傳達(dá)帶的正常運(yùn)行。若用潮汐發(fā)電站發(fā)出的電給傳達(dá)機(jī)供電，能同時使多少臺這樣的傳達(dá)機(jī)正常運(yùn)行？-3-3、水平易傾斜組合傳達(dá)帶上的能量轉(zhuǎn)變狀況分析例11、一傳達(dá)帶裝置表示如圖，此中傳達(dá)帶經(jīng)過AB地區(qū)時是水平的，經(jīng)過BC地區(qū)時變成圓孤形（圓孤由光滑模板形成，未畫出），經(jīng)過CD地區(qū)時是傾斜的，AB和CD都與BC相切?，F(xiàn)將大批的質(zhì)量均為m的小貨箱一個一個在A處放到傳達(dá)帶上，擱置時初速為零，經(jīng)傳達(dá)帶運(yùn)送到D處，D和A的高度差為h．堅固工作時傳達(dá)帶速度不變，CD段上各箱等距擺列，相鄰兩箱的距離為L．每個箱在A處投放后，在抵達(dá)B以前已經(jīng)相關(guān)于傳達(dá)帶靜止，且今后也不再滑動（忽視經(jīng)BC段時的微小滑動）．已知在一段相當(dāng)長的時間T內(nèi)，共運(yùn)送小貨箱的數(shù)量為N．這裝置由電動機(jī)帶動，傳達(dá)帶與輪子間無相對滑動，不計輪軸處的摩擦．求電動機(jī)的均勻輸出功率P．4、變形傳達(dá)帶上的能量轉(zhuǎn)變狀況分析例12、以以下圖，用半徑為r＝0.4m的電動滾輪在長薄鐵板上表面壓軋一道淺槽。薄鐵板的長為＝L2.8m、質(zhì)量為m＝10kg。已知滾輪與鐵板、鐵板與工作臺面間的動摩擦因數(shù)分別為μ1＝0.3和μ2＝0.1。鐵板從一端放入工作臺的滾輪下，工作時滾輪對鐵板產(chǎn)生恒定的豎直向下的壓力為N＝100N，在滾輪的摩擦作用下鐵板由靜止向前運(yùn)動并被壓軋出一淺槽。已知滾輪轉(zhuǎn)動的角速度恒為ω＝5rad/s，g取10m/s2。求：加工一塊鐵板電動機(jī)要耗費(fèi)多少電能？（不考慮電動機(jī)自己的能耗）滾輪鐵板-4-例1解答設(shè)工件做加快運(yùn)動的加快度為a，加快的時間為t1，加快運(yùn)動的位移為l，依據(jù)牛頓第二定律，有：μmg=ma代入數(shù)據(jù)可得：a＝2m/s2工件加快運(yùn)動的時間t1＝v0a代入數(shù)據(jù)可得：t1＝1s此過程工件發(fā)生的位移1l=at122代入數(shù)據(jù)可得：l＝1m因為l＜L，所以工件沒有滑離傳達(dá)帶設(shè)工件隨傳達(dá)帶勻速運(yùn)動的時間為t2Ll，則t2＝v代入數(shù)據(jù)可得：t2＝4.5s所以工件從A處運(yùn)動到B處的總時間t＝t1＋t2＝5.5s例2：解答設(shè)旅游包在傳達(dá)帶上做勻加快運(yùn)動的時間為t1，即經(jīng)過t1時間，旅游包的速度達(dá)到v＝4m/s，由牛頓第二定律，有：μmg=ma代入數(shù)據(jù)可得：a＝6m/s2t1＝v0va代入數(shù)據(jù)可得：t＝1s此時旅游包經(jīng)過的位移為s1，由勻加快運(yùn)動的規(guī)律，v02v2有s1＝＝7m2g代入數(shù)據(jù)可得：s1＝7m＜L可知在勻加快運(yùn)動階段，旅游包沒有滑離傳達(dá)帶，今后旅游包與傳達(dá)帶一同做勻速運(yùn)動，設(shè)做勻速運(yùn)動的時Ls1間為t2，則t2＝v代入數(shù)據(jù)可得：t＝0.25s故：旅游包在傳達(dá)帶上運(yùn)動的時間為t＝t1＋t2＝1.25s例3、（1）設(shè)行李包在空中運(yùn)動時間為t，飛出的水平距離為s，則h=1/2gt2①s＝vt②-5-代入數(shù)據(jù)得：t＝0.3s③s＝0.9m④（2）設(shè)行李包的質(zhì)量為m，與傳達(dá)帶相對運(yùn)動時的加快度為a，則滑動摩擦力⑤Fmgma代入數(shù)據(jù)得：a＝2.0m/s2⑥要使行李包從B端飛出的水平距離等于（1）中所求水平距離，行李包從B端飛出的水平拋出的初速度v=3.0m/s設(shè)行李被加快到時經(jīng)過的距離為s0，則0202⑦2as=v-v代入數(shù)據(jù)得s0＝2.0m⑧故傳達(dá)帶的長度L應(yīng)知足的條件為：L≥2.0m例4解法1力和運(yùn)動的看法依據(jù)“傳達(dá)帶上有黑色印跡”可知，煤塊與傳達(dá)帶之間發(fā)生了相對滑動，煤塊的加快度a小于傳達(dá)帶的加快度a0。依據(jù)牛頓第二定律，可得ag①設(shè)經(jīng)歷時間t，傳達(dá)帶由靜止開始加快到速度等于v0，煤塊則由靜止加快到v，有v0a0t②vat③因為aa0，故vv0，煤塊連續(xù)遇到滑動摩擦力的作用。再經(jīng)過時間t，煤塊的速度由v增添到v0，有v0vat④今后，煤塊與傳達(dá)帶運(yùn)動速度同樣，相關(guān)于傳達(dá)帶不再滑動，不再產(chǎn)生新的印跡．設(shè)在煤塊的速度從0增添到v0的整個過程中，傳達(dá)帶和煤塊挪動的距離分別為s0和s，有s01a0t2v0t⑤2sv02⑥2a傳達(dá)帶上留下的黑色印跡的長度ls0s⑦由以上各式得v02(a0g)⑧l(xiāng)2a0g解法2vt圖象法vv0傳達(dá)帶v煤塊O/at000μgv/作出煤塊、傳達(dá)帶的vt圖線以以下圖，圖中標(biāo)斜線的三角形的面積，即為煤塊相關(guān)于傳達(dá)帶的位移，也即-6-傳達(dá)帶上留下的黑色印跡的長度．l1v0t①2tv0v0②ga0由①②解得lv02(a0g)③2a0g例4．分析(1)當(dāng)傳達(dá)帶順時針轉(zhuǎn)動時，設(shè)物塊的加快度為a，物塊遇到傳達(dá)帶賞賜的滑動摩擦力μmgcos37°方向沿斜面向上且小于物塊重力的分力mgsin37°，依據(jù)牛頓第二定律，有：mgsin37°-μmgcos37°＝ma代入數(shù)據(jù)可得：a＝2m/s2物塊在傳達(dá)帶上做加快度為a＝2m/s2的勻加快運(yùn)動，設(shè)運(yùn)動時間為t，2Lt＝a代入數(shù)據(jù)可得：t＝4s（2）物塊放上傳達(dá)帶的開始的一段時間受力狀況如圖甲所示，前一階段物塊作初速為0的勻加快運(yùn)動，設(shè)加速度為a1，由牛頓第二定律，有mgsin37°＋μmgcos37°=ma1,解得：a1＝10m/s2,設(shè)物塊加快時間為t1，則t1＝v，a1解得：t1=1s因位移s1=1a1t12=5m＜16m,說明物塊仍舊在傳達(dá)帶上．2設(shè)后一階段物塊的加快度為a2,當(dāng)物塊速度大于傳達(dá)帶速度時，其受力狀況如圖乙所示．由牛頓第二定律，有：mgsin37°-μmgcos37°＝ma2,2解得a2＝2m/s，設(shè)后階段物塊下滑終歸端所用的時間為t2．L－s＝vt2＋a2t2/2，2解得t2＝1s另一解－11s不合題意舍去．所以物塊從A到B的時間為：t＝t1＋t2＝2s例5解答設(shè)物塊在水平傳達(dá)帶上加快的過程中的加快度為a1，依據(jù)牛頓第二定律有：μmg＝ma1解得:a1＝2.5m/s2圖乙圖丙-7-設(shè)物塊A做運(yùn)加快運(yùn)動的時間為t11v，t＝a1解得：t1＝0.8s設(shè)物塊A相對傳達(dá)帶加快運(yùn)動的位移為vt10s1，則s1＝2解得：1t＝0.8m當(dāng)A的速度達(dá)到2m/s時，A將隨傳達(dá)帶一同勻速運(yùn)動，A在傳達(dá)帶水平段勻速運(yùn)動的時間為t2，t2＝sabs1v0.6s解得：t2＝0.6sA在bc段遇到的摩擦力為滑動摩擦力，其大小為μmgcos37°，設(shè)A沿bc段下滑的加快度為a2，依據(jù)牛頓第二定律有，mgsin37°－μmgcos37°＝ma22＝4m/s2解得：a依據(jù)運(yùn)動學(xué)的關(guān)系，有：sbc＝vt3＋1at32此中sbc=4m，v=2m/s，2解得：t3＝1s，另一解t3＝－2s（不合題意，舍去）所以物塊A從傳達(dá)帶的a端傳達(dá)到c端所用的時間t＝t1＋t2＋t3＝2.4s例6、解：（1）設(shè)工件在傳達(dá)帶上時的加快度為a1，加快運(yùn)動過程中的位移為1s由牛頓定律得：mgma1所以a1gs1V22263m0.69m2a13152106

①②（2）設(shè)當(dāng)工件滑到BC部分上時物體的加快度為a.則2mgsin30mgcos30ma2③a2gsin30gcos302.5m/s2④所以，由V02－V2=2a2L得V0=8m/s⑤①②各4分，③④得3分，⑤2分，共16分oo110例7、解答（1）設(shè)輪子的半徑為r，由題意O110=3.6m，得輪子的半徑r＝＝0.2m.。O92輪子轉(zhuǎn)動的線速度為v2nr4n＝r/s代入數(shù)據(jù)可得：v＝1.6m/s木板遇到輪子的滑動摩擦力f＝μmg，木板在滑動摩擦力的作用下做加快運(yùn)動板運(yùn)動的加快度ag代入數(shù)據(jù)可得：a＝1.6m/s2-8-當(dāng)木板運(yùn)動的速度與輪子轉(zhuǎn)動的線速度v相等時，木板講作勻速運(yùn)動。由以上推理得：板在輪子上作勻加快運(yùn)動的時間為tv，a代入數(shù)據(jù)可得：t＝1s木板作勻加快運(yùn)動發(fā)生的位移s11at22代入數(shù)據(jù)可得：s1=0.8m注意到當(dāng)木板的重心運(yùn)動到O10時木板馬上開始翻轉(zhuǎn)、滑落，故木板“水平挪動”的距離板在作勻速運(yùn)動的全過程中其重心平動發(fā)生的位移為s23.6m0.8m0.4m2.4m所以，板運(yùn)動的總時間為：tt1s21s2.4s2.5sv1.6例8、解答假定小木塊達(dá)到與傳達(dá)帶達(dá)到共同速度所用的時間為t，在此過程中木塊的位移為s1，傳達(dá)帶的位移為s2，則有：s102vt1vt，s2vt即得：s2＝2s1①N2F對木塊由動能定理得：1mv20fs1②2對傳達(dá)帶和木塊由能量關(guān)系可知：E內(nèi)＝fs2－fs1③f由①②③可得：E內(nèi)＝1mv22mg故此題選D選項。例9、解答作出工件在傳達(dá)帶上受力以以下圖，f為皮帶賞賜工件的滑動摩擦力，對工件,依據(jù)牛頓第二定律，有：μmgcosθ－mgsinθ＝ma代入數(shù)據(jù)解得：a＝2.5m/s2θmgcos工件達(dá)到傳達(dá)帶運(yùn)行速度v0＝2m/s時所用的時間t1＝va代入數(shù)據(jù)解得：t1＝0.8s工件在傳達(dá)帶上加快運(yùn)動的距離為s1＝1at122代入數(shù)據(jù)解得：s1＝0.8m故有:s1＜h/sin30°說明工件在傳達(dá)帶上現(xiàn)做勻加快運(yùn)動，再做勻速運(yùn)動，工件抵達(dá)平臺時的速度為2m/s．故工件增添的機(jī)械能E＝mgh＋1mv22代入數(shù)據(jù)得E＝220J設(shè)在t1時間內(nèi)傳達(dá)帶的位移為s2，故轉(zhuǎn)變的內(nèi)能為:W＝f(s2－s1)＝fs1代入數(shù)據(jù)得W＝60J電動機(jī)因為傳達(dá)工件多耗費(fèi)的電能?！鱁=E＋W＝280J例10、解：（1）煤在傳達(dá)帶上的受力如右圖所示（1分）依據(jù)牛頓第二定律ngcosmgsinma（1分）設(shè)煤加快到v需要時間為t1vat1t12s（1分）-9-設(shè)煤加快運(yùn)動的距離為s1v22as1s11.4m（1分）設(shè)煤勻速運(yùn)動的時間為t2Ls1vt2t236s（1分）總時間t=t1+t2=38s（1分）（2）一次發(fā)電，水的質(zhì)量MV3.6109kg（1分）重力勢能減少EPh（1分）Mg2一天發(fā)電的能量E4EP10%（2分）均勻功率E（1分）Pt求出P=400kW（1分）（3）一臺傳達(dá)機(jī)，將1秒鐘內(nèi)落到傳達(dá)帶上的煤送到傳達(dá)帶上的最高點(diǎn)煤獲取的機(jī)械能為E機(jī)1mv2mgLsin（1分）2煤與傳達(dá)帶的相對位移svt1s11.4m（1分）傳達(dá)帶與煤之間因摩擦因產(chǎn)生的熱Qmgcoss設(shè)同時使n臺傳達(dá)機(jī)正常運(yùn)行，依據(jù)能量守恒P80%80%n(1mv2mgLsinmgcoss)（3分）2求出n=30臺（2分）例11、分析